O que são forças superficiais e forças volumétricas. Explique e cite exemplos.
Passo 1
Beleza, o enunciado tá pedindo pra gente entender dois conceitos de mecânica dos fluidos/sólidos:
- Forças superficiais (aquelas que atuam só na superfície de um corpo)
- Forças volumétricas (aquelas que atuam em todo o volume do corpo)
O que precisamos?
- Saber o que é “distribuição de força”
- Entender a diferença entre aplicar algo só na casca (superfície) versus em toda a massa (volume)
- Citar exemplos do dia a dia para cada caso
Passo 2
Teoria de forças superficiais
- Imagine um bloco submerso na água ou o ar empurrando sua mão. Essas forças se aplicam na superfície do objeto.
- Em mecânica, a gente costuma falar em tração ou pressão. A pressão
é a força por unidade de área: Logo, a força total numa superfície é - Então, sempre que você sentir algo “pressionando” só a casca, é força superficial.
Passo 3
Exemplos de forças superficiais
- A água empurrando a barragem atrás da sua casa: aquela água só “cutuca” a parede, não penetra o volume inteiro do concreto.
- O vento fazendo pressão na lateral de um prédio: só a fachada sente o empurrão.
- Um fluido fluindo dentro de um cano: a força de atrito (tração) entre o fluido e a parede do cano.
Passo 4
Teoria de forças volumétricas
- Agora, forças volumétricas (ou “forças de corpo”) agem dentro de cada pedacinho do material.
- A principal que você já conhece é a gravidade. Cada partícula de massa
sente . - Se você olhar por unidade de volume, define-se a densidade
, e a força por volume fica - Ou seja, cada centímetro cúbico do objeto “puxa” pra baixo com
.
Passo 5
Exemplos de forças volumétricas
- O peso de um corpo sólido: toda a massa dele sente a gravidade lá dentro.
- A força de empuxo num fluido em equilíbrio também vem de gravidade atuando em cada calquinho de volume.
- Em alguns casos de eletricidade, se o material for carregado, pode haver força elétrica volumétrica
em cada ponto (mas isso já é mais avançado).
Resposta
- Forças superficiais: atuam somente nas superfícies de contato; exemplo clássico é a pressão de um fluido sobre uma parede, dada por
. - Forças volumétricas: atuam em todo o volume do corpo; a mais comum é a gravidade, que por unidade de volume gera
.